Feldolgozása

A cukorrépa tárolása a feldolgozásig (ami maximum 3 hónap) általában prízmában történik.

Mivel a cukorrépa még élő anyag – enzimműködése van –, így a légzése során hő fejlődik, amit el kell vezetni, azaz biztosítani kell a légmozgást. A tárolás történhet az üzemben vagy akár a földeken is.

5.2.1. Előkészítés

A répa átvétele mennyiségileg és minőségileg történik. Az előbbi a tömegét jelenti, az utóbbi a kálium-, nátrium- és aminosav-tartalom meghatározását, ami alapján minősítik a cukorrépát.

Ezután következik a répa tisztítása. A száraz répahalmazból először eltávolítják az idegenanyagokat, (kő, sár, gaz). Ezt úsztatóvályúban valósítják meg, melynek során a répa

59

vízzel áramoltatott vályúba kerül, ahol a kődarabok lesüllyednek a vályú aljára, a gazdarabok pedig a víz felszínén maradnak, amit egy gazfogó (gereblyeszerű) eszközzel könnyen leszedhetünk a víz tetejéről. Vagyis az úsztatásnak hármas szerepe van, egyrészt a répa szállítása, másrész az idegenanyag eltávolítása, harmadrészt egy előzetes mosás. Ebben a fázisban a répatest vizet vesz fel, ami kb. 1-2%, és minimális cukorveszteséget szenved el, ami kb. 0,05-0,15%. A következő lépés a mosás, ami tiszta vízben, ellenáramú forgódobos mosógépben történik. Ennek időtartama 6-10 perc, a víz és a répa aránya 4:1. A mosógépből a répa egy szállítószalagra kerül, ahol a végső tisztítást zuhanyozással oldják meg. Ezt mutatja a 17. ábra (Horváthné, 2010).

17. ábra: A cukorrépa tisztítás lépései (Horváthné, 2010)

A megmosott répatesteket ezután szeletelik. Ennek célja, hogy a répát olyan szeletekre aprítság, amelyekből a cukor a legrövidebb idő alatt, kevés vízzel, minél nagyobb mértékben kinyerhető, vagyis a sejtek felsértése, hogy a bennük lévő cukor hozzáférhetővé váljon. A szelet tehát legyen vékony és minél nagyobb fajlagos felületű, hogy a diffúziós folyamat könnyen és gyorsan lejátszódjék; legyen rugalmas, hogy ne nyomódjon össze; ne tartalmazzon törmeléket; a szelet felülete sima és egyenletes legyen, hogy ne álljon össze;

legyen egyenletes vastagságú, hogy a szeletek ne tömörülhessenek csomókba. Ezeket a követelményeket a háztető alakú szelet elégíti ki. A szelet vastagsága nehezen mérhető, ezért

60

a Szilin-számmal jellemezzük. Ez 100 g szelet egymás után kirakott répaszelet méterben kifejezett hossza. Az optimális Szilin-szám 20 m/100 g szelet.

5.2.2. Lényerés

A répa sejtnedvjeiben oldott cukrot csak abban az esetben lehet kinyerni, ha a sejteket mechanikusan feltárjuk, vagy a sejtfalon lévő membránt olyan állapotba hozzuk, hogy a cukrot akadálytalanul átengedje, ez a plazmolízis. A felmelegítés során ugyanis a hő a membrán fehérjéit koagulálja, a koagulált fehérje elválik a sejtfaltól, a sejtfal így lukacsossá válik, a cukor és az egyéb anyagok a sejtekből kidiffundál. Minél nagyobb a plazmolízis hőmérséklete, annál rövidebb idő szükséges a denaturációhoz. Az ipari gyakorlatban 70-75

°C-on történik.

A cukor kilépése a répaszaletből diffúzió útján történik, ez a kilúgozás. A diffúzió a szelet felületével és a koncentráció-különbséggel arányosan a diffúzió útjával pedig fordított arányban játszódik le. Emiatt szükséges, hogy a szelet nagy fajlagos felületű és vékony legyen, de elég rugalmasnak is kell lennie, hogy a szeletoszlop a lúgzó folyadékot áteressze.

A diffúzió nagyobb hőmérsékleten jobb, ezért ezt is 70 °C feletti hőmérsékleten végzik. A 80

°C-ot azonban nem szabad elérni, mert ekkor a sejtfalban lévő protopektin oldatba jut, romlik a lé minősége és a szelet is összeáll. Ennek megelőzése érdekében a lúgozóvizet 5,5-6,0 pH-ra savanyítják. A kilúgozást ellenáramban végzik, a szeletoszlopot és a kilúgozó folyadékot egymással szemben mozgatják. Az előre haladó szelet cukortartalma egyre csökken, a lúgozó folyadéké viszont nő, de mindig kisebb a koncentrációja, mint a szeleté. Így mindig van koncentráció-különbség és kilúgozás. A készülék végén, ahol a lúgozó folyadékot bevezetik, a kilúgozott szelet távozik, az ellenkező végén adagolják a friss szeletet és itt lép ki a nyerslé.

Ezt mutatja a 18. ábra (Horváthné, 2010).

61

18. ábra: Toronydiffúzőr (Horváthné, 2010)

A diffúzőr alján távozó nyerslé sötét szürke, enyhén savas, habzásra hajlamos folyadék.

Összetétele: szacharóz, egyéb cukor, pektin, sók, enzimek, ásványi anyagok, rostanyagok, mikroorganizmusok, savak, N-tartalmú vegyületek. Cukortartalma 15%, víztartalma 83%.

Tisztasági hányadosa, ami a nyers lé szárazanyagtartalmára vonatkoztatott cukortartalom 85-88%.

19. ábra: Nyerslé (Szántóné, 2011)

A kilúgozott szelet a répa tömegének 70%-a. Ennek cukortartalma 17%, víztartalma 75%

(Horváthné, 2010). A kilúgozott szeletet kipréselik és visszavezetik a nyersléhez. A préselt szeletből állati takarmány lesz.

62

5.2.3. Létisztítás

A létisztítás célja a diffúziós nyersléből könnyen besűríthető, könnyen kristályosodó, ún. híglé előállítása. A nyersléből ez nem valósítható meg, zavaros, nehezen szűrhető a benne lévő cukoranyagok gátolják a szacharóz kristályosodását. A nyerslé heterodiszperz rendszer.

Molekulárisan és kollodiálisan oldott anyagok mellett kicsapott fehérjékből álló mikroszkópikus lebegő részeket, sőt makroszkópikus sejtrészeket és foszlányokat is tartalmaz.

A létisztítás célja tehát a nem cukoranyagok eltávolítása.

A létisztítás első lépése az előderítés. Ekkor mésztejet (kalcium-hidroxid) adagolunk a nyersléhez, ami a pH-ját lecsökkenti 10,8-11,2 értékre. A szacharózból kalcium-szacharát oldat lesz. Kicsapódnak a fehérjék, pektin, szerves savak, alkálisók. A főderítés során további mésztejet adagolnak, ekkor az aminosavakból ammónia szabadul fel. Itt csapódnak ki a nyerslében lévő alumínium, magnézium és vas ionok is. Minél nagyobb hőmérsékletű a derítés, annál rövidebb idő szükséges. A hideg derítés 35-50 °C-on történik, ennek ideje 10-15 perc, míg a forró derítés 80-85 °C-on 3-5 percig.

A derítést követi az első szénsavazás. Ez szén-dioxid elnyeletést jelent a lúgos közegű nyerslében, mely során az oldat zavarosodik, ugyanakkor a pH-ja megemelkedik 11 körülire.

A zavarosságból jól ülepedő, jól szűrhető csapadék válik le, és magával viszi a leválasztandó nemcukor anyagok jelentős részét. A lé leszűrését követi a második szénsavazás, melynek feladata a kalcium-ionok – melyet a derítésnél adtunk a nyersléhez – minél tökéletesebb eltávolítása. A kalcium-szacharinátokból kalcium-klorid csapadék keletkezik, és a pH tovább csökken 8,2 körülire. A szénsavazás optimális hőmérséklete 95 °C. A létisztítás során keletkező csapadékot – mésziszapot – ülepítéssel, majd szűréssel különítik el a létől. A levet híglének vagy híg cukoroldatnak nevezzük, melynek tisztasági hányadosa 90-93%, cukortartalma pedig 13-16%. A létisztítás lépéseit a 20. ábra szemlélteti (Horváthné, 2010).

63

20. ábra: A létisztítás lépései (Horváthné, 2010)

5.2.4. Bepárlás

A cukor kristályosíthatósága végett a híglét bepárlással besűrítik. Ez többfokozatú vákuumbepárlóban történik. A bepárlás során kisebb mértékű kémiai változások is lejátszódnak, bekövetkezik a savamidok, mészsók, karbonátok teljes bomlása és a cukor kismértékben karamellizálódik, aminek eredménye, hogy sötétedik a lé. A bepárolt lé a sűrűlé, aminek cukortartalma már 60-65%.

5.2.5. Kristályosítás

A sűrűlevet – szűrés után – vákuumban sűrítik tovább, hogy túltelítetté váljon és a cukor kristályosodása megindulhasson. A vákuumra azért van szükség, mert így a cukoroldat forráspontja alacsonyabb, a karamellizáció kisebb mértékű. Amikor a sűrűlé már megfelelően túltelített, cukorporral beoltják, ami kristálygócként szolgál, azaz a kiváló cukorkristályok e köré kristályosodnak. A kikristályosodott tömeget nevezzük cukorpépnek, ennek szárazanyagtartalma 93%. 55% cukorkristályból áll – ez az úgynevezett elsőtermék – és 45%

sűrű, telített cukoroldatból, ami az anyaszörp.

64

A cukorpépet lecentrifugáljuk, így különválik a kristályos cukor, a lefolyó anyaszörp pedig a zöldszörp. A kristályok mosása vízzel és gőzzel (fedés vagy affinálás) történik, az ebből lefolyó cukros oldat a fehérszörp (tisztább mint a zöldszörp, mert cukorkristályok oldódnak bele). A zöld- és fehérszörpöt ismét kristályosítjuk és centrifugáljuk. Az így keletkezett kristályos cukor a középtermék. A középtermék anyaszörpjének kristályosítása és centrifugálása után kapjuk az utóterméket. A közép és utóterméket feloldják, és a sűrűléhez adják. Az utótermék anyaszörpje a melasz, aminek képét a 21. ábra mutatja.

21. ábra: Melasz (Szántóné, 2011)

A melasz sűrű, sötét folyadék, melynek összetétele 20% víz, 48% cukor (további kristályosítással nem nyerhető ki), 32% nem cukor összetevő. Tisztasági hányadosa 60%.

Általában takarmányozásra vagy élesztő- és szeszgyártásra használják fel.

A kristályosítás lépéseit a 22. ábra szemlélteti (Jankóné 2011).

65

22. ábra: Kristályosítás (Jankóné, 2011)

5.2.6. Finomítás

A finomítás, másnéven raffinálás a közép- és utótermék cukortartalmának kivonását jelenti.

Ekkor ezeket tiszta, forró vízben feloldják, aktív szénnel vagy derítőgyantával tisztítják, majd leszűrik. Az oldatban maradt cukrot újból kristályosítják, majd a kivált cukorkristályokat lecentrifugálják.